[发明专利]利用低强度超声波强化膜生物反应器处理低温污水的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种低温城市污水的处理方法。

背景技术

寒冷地区秋冬季污水水温较低，活性污泥的生长繁殖受到水温的影响。从总体上来看，低温污水的活性污泥法处理存在的主要问题有以下几方面：一、微生物活性减弱，系统对有机物的去除率降低；二、污泥浓度较低，须增大污泥回流量，这会增加能耗及运行费用；三、活性污泥沉降性能降低，易发生污泥膨胀，造成出水水质恶化；四、脱氮除磷能力较低。膜生物反应器在处理低温城市污水方面有一定的优势。由于膜的截流作用，反应器内污泥浓度高，污泥龄较长，低温对污泥沉降性能的影响小，有机物的去除效果稳定。但低温时膜生物反应器中的膜污染加剧，微生物活性低、脱氮效果差仍是面临的问题。如公开号为CN101125723、公开日为2008年2月20日、名称为“一种低温污水处理方法”所述的发明专利申请。

城市污水处理厂出水引入稀释能力较小的河流作为城镇景观用水和一般回用水等用途时，执行一级标准的A标准，即COD<50mg/L、BOD₅<10mg/L、SS<10mg/L、TN<15mg/L、NH₄-N<5mg/L(水温低于12℃时8mg/L)、TP<0.5mg/L。我国东北地区冬季气候严寒，冬季平均污水温度一般低于10℃，最低可达5℃。现行A/O、CASS等工艺在低温条件下处理效果不佳，在实际工程中采用增加污泥回流量、延长水力停留时间等方法来提高出水水质。这些措施无疑会使污水厂的工程投资和运行费用大大提高，违背了“节能减排”的环保政策。而且，即使采取上述措施，氨氮和总氮也很难达到标准，开发具有更好脱氮效果的工艺势在必行。

目前我国将超声波应用于污水生物处理的技术采用的方法多是高强度超声波用于污泥减量。强化污水处理效果分为两类，一类是对于工业废水，利用超声波预处理，将难降解的高分子有机物分解后进入生物处理装置。另一类用于城市污水，采用常规活性污泥法或SBR工艺，外置式超声波辐射装置。方法是：将污泥从反应装置内用泵等取出进行超声处理，将辐射处理后的污泥再返回到污水生物处理设施中；或将设有超声波发生器的反应罐连接在二次沉淀池的活性污泥回流管线上，利用高强度超声波产生的污泥结构破坏释放溶解性碳源、氮等，或局部热点产生溶解和灭活作用，达到污泥破碎减量的目的和强化污泥活性，消耗超声波能量较高。

发明内容

本发明为了解决现有的低温污水处理方法存在工艺复杂、处理成本高、能耗大、氨氮和总氮很难达到标准和脱氮效果较差的问题，进而提供了一种利用低强度超声波强化膜生物反应器处理低温污水的方法。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：本发明所述方法是按照以下步骤实现的：步骤一、经由超细格栅流出的低温污水流入膜生物反应器的厌氧池和好氧池；步骤二、经步骤一处理后的低温污水流入膜生物反应器的膜池，在膜池内吊装膜孔径为0.1～0.2微米的膜组件，膜的装填密度为1.5～2.0m²膜面积/m³处理水量，膜池内污泥浓度8000-15000mg/L，膜池的底部设有曝气装置对膜池内的低温污水进行充氧曝气，步骤三、利用低强度超声波对膜池内的低温污水进行辐照15～20min，所述低强度超声波的作用参数为频率20-28kHz、功率密度0.13-0.27W/L；低强度超声波发生装置上的超声波换能器设置在膜片组两侧的框架上；步骤四、净化后的污水通过膜组件被负压抽吸出去并通过智能控制出水系统出水，浓缩后的污泥回流到厌氧池内。

本发明具有以下有益效果：

本发明具有流程简单、效果稳定、低耗高效和脱氮效果好的优点。本发明方法将生物工艺、物理工艺联合起来可以充分发挥低强度超声波和膜生物反应器各自的优势。其中一体式膜生物反应器作为低温污水处理的主体，去除有机污染物及氮、磷。由于膜生物反应器可以持有很高的污泥量，也不需要考虑污泥的沉降性能对固液分离的影响；污泥龄长，适于低温时硝化细菌的生长，实现同步硝化反硝化；占地面积小，且耐冲击负荷。

在膜生物反应器内设置超声波换能器有以下作用：使超声波换能器发出低强度超声波，低强度超声波产生的空化作用可使微生物细胞膜通透性能改变，增强细胞内酶的合成、分泌，加速细胞新陈代谢，提高微生物活性。产生振动促进水、泥和气体三相混合和生物传质。在超声场中，丝状菌体积大、菌丝脆弱、吸收能量多，将首先被剪断，消除污泥膨胀，减轻污泥粘性，减轻低温时的膜污染。从根本上提高低温时膜生物反应器降解有机物及脱氮效率。